汽車行業(yè)的CAE解決方案

汽車行業(yè)是一個高速發(fā)展的行業(yè)，其競爭也日趨激烈，在這種情況下，新產(chǎn)品推出的速度也越來越快。激烈競爭的汽車市場對汽車的開發(fā)周期和質(zhì)量性能提出了很高的要求。汽車是由幾千個零部件組成的復(fù)雜產(chǎn)品， 在研發(fā)過程中常涉及到多種多樣的流體力學(xué)方面的工程問題，CAE的作用就在于它能驅(qū)動精益設(shè)計和快速汽車開發(fā)流程，可以大量的節(jié)省開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，碰撞安全分析可以完全控制新車的安全風(fēng)險。一個全新的車型開發(fā)，不做CAE分析，風(fēng)險會十分巨大。在初期概念設(shè)計階段，通過CFD計算可以方便地評估新車風(fēng)阻系數(shù)等指標(biāo)，而不用去做風(fēng)洞試驗，可以節(jié)省很多時間和費用。 

我們可提供的解決方案如下：

1.車身總體

＞整車碰撞

汽車碰撞是一個非常復(fù)雜的力學(xué)問題，是一個動態(tài)的大位移和大變形過程，接觸和高速沖擊載荷影響著碰撞全過程， 系統(tǒng)具有幾何非線性、材料非線性和邊界非線性等多重非線性行為。同時隨著碰撞分析的深入，分析更多的模型包括越來越多的組件，越來越大模型規(guī)模等。

 

＞假人及安全氣囊

準(zhǔn)確模擬仿真編織材料模型如安裝氣囊、安全帶等特殊材料，對車輛的正面碰撞、側(cè)面碰撞中的假人如男性、女 性和兒童假人進行模擬分析。

＞協(xié)同仿真

模擬車輛的結(jié)構(gòu)部分，對全部的假人模型、乘客的安全特性和安全帶安全氣囊進行耦合計算。

＞車門、座椅等碰撞和擠壓分析

車門、座椅等零部件通常都有擠壓和碰撞規(guī)范要求，進行分析可以減少或代替試驗，降低產(chǎn)品開發(fā)成本 和加快開發(fā)速度。

＞車身強度分析

通過線性靜力學(xué)分析，對整車的零部件、裝 配件及車身進行全面、系統(tǒng)的靜力學(xué)分析。

 

＞考慮預(yù)載荷的NVH分析

分析整車在路面上高速行駛時，考慮風(fēng)噪預(yù)載的情況下對整車進行NVH分析。

 

＞儀表盤強度剛度以及熱分析

對儀表盤在總體強度進行分析，如在隨機振動中受到的應(yīng)力。分析儀表盤的各點剛度，以及工作時內(nèi)部的熱分布熱流道情況。

＞油箱、水箱分析

對油箱的強度、跌落、隨機振動、壓力等進行分析確定油箱的可靠性。

2.發(fā)動系統(tǒng)

＞曲軸連桿系統(tǒng)機構(gòu)運動分析

模擬仿真曲軸連桿系統(tǒng)的復(fù)雜機構(gòu)運動，對可能存在的疲勞失效進行分析。

＞連桿強度分析

對連桿的螺栓預(yù)緊，軸瓦過盈，氣缸爆發(fā)壓力、慣性載 荷等等大量非線性和多工況分析內(nèi)容進行分析，確認連桿的強度。

＞曲軸應(yīng)力分析、子模型分析

精確分析曲軸的局部應(yīng)力，處理大規(guī)模模型的復(fù)雜接觸問題。

 

 

＞活塞各工況應(yīng)力分析

活塞裝配件由活塞和活塞銷組成，發(fā)動機活塞工作環(huán)境惡劣，在承受較大熱負荷的同時還承受包括燃氣壓力、慣性力、側(cè)壓力的機械負荷。準(zhǔn)確分析活塞的各工況分析，得到其的溫度和應(yīng)力分布。

 

＞排氣系統(tǒng)

對進排氣系統(tǒng)設(shè)計是決定發(fā)動機性能的關(guān)鍵指標(biāo)，需要進行相應(yīng)的強度，剛度，熱應(yīng)力，模態(tài)等進行校核，完善設(shè)計。

 

＞消音器聲固耦合分析

進排氣系統(tǒng)是汽車噪聲的重要來源，采用完全或順序聲固耦合分析，可以得到其中的聲壓分布，為發(fā)動機的降噪設(shè)計提供依據(jù)。

 

＞密封系統(tǒng)分析

通過分析計算來確保發(fā)動機的各個油封裝置都能達到密封要求。

 

3.傳動系統(tǒng)

＞齒輪傳動分析

分析齒輪在各種工況和狀態(tài)下的接觸應(yīng)力，為強度和壽命設(shè)計提供參考。并在條件許可的情況下對齒輪進行參數(shù)化建模和二次開發(fā)，實現(xiàn)快速建模和分析。

＞傳動軸總成接觸及模態(tài)計算

汽車在起步、加速和制動時,傳動軸要承受很大扭矩，是汽車傳動系中關(guān)鍵總成之一，模擬仿真這一情況會有效的使傳動軸更安全可靠。

 

＞變速器殼體有限元分析

對某變速器齒輪箱殼體進行有限元分析，根據(jù)計算結(jié)果分析變速器殼體的強度和剛度是否滿足設(shè)計要求。

 

＞無極變速器(CVT)傳動效率分析

在變速器開發(fā)階段分析CVT裝配件，考慮多個部件之間的接觸和摩擦，計算變速器的整體傳動效率,使產(chǎn)品更加優(yōu)秀。

 

＞驅(qū)動橋及橋殼應(yīng)力計算

分析驅(qū)動橋和橋殼的應(yīng)力情況，確保足夠的強度和剛度，足夠的壽命。

 

 

4.行駛系統(tǒng)

＞車架多工況分析

對多達幾十或幾百種工況進行獨立的分析，在一次分析中，將所有的工況全部求解，節(jié)省分析時間、縮短研發(fā)流程、提高工作效率。

 

＞底盤耐久振動分析

對激勵部分進行建模和加載隨之對整個底盤或車輛進行虛擬振動實驗?zāi)M。

 

＞鋼板彈簧強度分析

分析鋼板彈簧在整個運動過程中的剛度變化，研究其剛度情況。

 

＞懸架系統(tǒng)分析

分析預(yù)應(yīng)力狀態(tài)的各種懸架系統(tǒng)，為整車的設(shè)計提供合理的設(shè)計參數(shù)。

 

＞重力作用下的靜態(tài)平衡

分析整車在重力作用下的靜態(tài)平衡，分析懸掛部件和輪胎應(yīng)力，為碰撞計算做準(zhǔn)備。

 

＞裝配及充氣分析

分析可以知道輪胎與輪輞的結(jié)合情況，以及輪胎骨 架材料受力集中處的應(yīng)力分布，對改善輪胎與輪輞的接觸狀態(tài)，提高輪胎的使用壽命有較強的指導(dǎo)意義。

 

＞輪胎穩(wěn)態(tài)滾動分析

采用歐拉與拉格朗日相接合的方法進 行輪胎穩(wěn)態(tài)滾動分析，只需在接觸區(qū)域進行網(wǎng)格細化，與傳統(tǒng)的純拉格朗 日方法相比節(jié)省大約90%的時間。在整個分析中可以得到側(cè)偏力和回正力 矩隨側(cè)偏角的變化情況，對輪胎的操縱性進行評價。

 

＞輪胎滑水、雪地滾動分析

通過分析輪胎的滑水和雪地滾動，可以為改進輪胎胎面花紋設(shè)計，提高輪胎的滑水性能 提供參考

 

5.轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)

＞轉(zhuǎn)向管柱強度分析

確保轉(zhuǎn)向管柱及點火鎖的組合機構(gòu)必須具有較高抵抗變形與抗扭轉(zhuǎn)的性能，保證在較大的外力矩下不發(fā)生破壞。

 

＞控制臂計算及優(yōu)化

分析車輛碰到路沿時，下控制臂發(fā)生的屈曲變形，并對產(chǎn)品進行非線性優(yōu)化，設(shè)計出結(jié)構(gòu)更合理、使用材料更少的產(chǎn)品。

 

＞轉(zhuǎn)向節(jié)承載力分析

在汽車行駛狀態(tài)下，轉(zhuǎn)向節(jié)承受著多變的沖擊載荷，因此，要對其分析確保其有具有很高的強度。

 

＞剎車嘯聲分析

引入預(yù)緊力和摩擦的影響，并利用復(fù)模態(tài)分析方法，求解系統(tǒng)的復(fù)特征值問題，為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供合理的設(shè)計參數(shù)。

 

＞剎車盤熱固耦合分析

利用強大的傳熱以及熱固耦合分析可以對剎車盤上的溫度以及熱應(yīng)力進行準(zhǔn)確的預(yù)測。為剎車盤的設(shè)計提高強有力的指導(dǎo)。

 

＞ABS剎車分析

對ABS(制動防抱死系統(tǒng))進行仿真分析，根據(jù)輸出的參數(shù)反饋調(diào)整載荷，實現(xiàn)動態(tài)的實時仿真模擬分析。

＞鼓式制動器底板成型分析

精確分析底板的成型塑性區(qū)和回彈量，避免沖壓破損和起皺。

＞駐車制動器操縱桿分析

操縱機構(gòu)若剛度不夠，使用過 程中手制動臂在縱向力和側(cè)向力的作用下會產(chǎn)生過大的變形，甚至產(chǎn)生不可恢復(fù)的 殘余變形，嚴(yán)重影響手制動器的使用性能，固要加強其強度確保使用性能。